劉 豐 肖傳桃，丁 靜，范 君

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

柴西南躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組高分辨率層序地層學(xué)研究

劉 豐 肖傳桃，丁 靜，范 君

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

結(jié)合研究區(qū)的露頭剖面、鉆井巖心、測井資料等，對躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組進(jìn)行了高分辨率層序地層學(xué)研究，識別出由Ⅴ級層序界面控制的短期基準(zhǔn)面旋回層序，按結(jié)構(gòu)類型的不同劃分為向上“變深”的非對稱型、向上“變淺”的非對稱型和對稱型。闡述了研究區(qū)各類短期基準(zhǔn)面旋回層序的砂體發(fā)育情況。對下干柴溝組中期、長期旋回層序進(jìn)行了劃分，識別出7個中期基準(zhǔn)面旋回，3個長期基準(zhǔn)面旋回，并預(yù)測了巖性油氣藏發(fā)育的有利相帶。

高分辨率層序地層學(xué)；下干柴溝組；基準(zhǔn)面旋回層序；巖性油氣藏；躍進(jìn)地區(qū)

高分辨率層序地層學(xué)[1]的提出,為非海相地層中進(jìn)行層序地層研究提供了一種新的思路和方法[2],實踐證明該理論體系及技術(shù)方法非常適合中國廣泛分布的中、新生代陸相含油氣盆地的油氣地質(zhì)研究[3～6]。下面筆者對柴西南躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組進(jìn)行高分辨層序地層學(xué)的系統(tǒng)研究，并進(jìn)一步預(yù)測巖性油氣藏發(fā)育的有利相帶。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 柴達(dá)木盆地地理位置示意圖

柴達(dá)木盆地地處青藏高原北部，盆地面積12.1×104km2，是我國十大內(nèi)陸盆地之一。盆地周緣分別為阿爾金山、祁連山和昆侖山所環(huán)繞，為西寬東窄的菱形盆地。研究區(qū)位于柴達(dá)木盆地西部南區(qū)，構(gòu)造上位于柴達(dá)木盆地西部坳陷區(qū)昆北斷階亞區(qū)，包括躍進(jìn)二號、躍進(jìn)一號、躍西、躍東、躍進(jìn)三號、躍進(jìn)四號以及躍中地區(qū),其地理位置示意圖如圖1。下干柴溝組下段為暗土紅色、土紅色、暗棕灰色泥巖和含砂泥巖，厚約170m。根據(jù)巖心觀察和巖性巖相組合、沉積學(xué)及測井曲線特征分析，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造格局和古地理背景，認(rèn)為躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組主要以辮狀河三角洲和淺湖沉積為主。

2 基準(zhǔn)面旋回的識別

高分辨率層序地層學(xué)強(qiáng)調(diào)不同級次的基準(zhǔn)面升降運(yùn)動周期為劃分層序的依據(jù)，按基準(zhǔn)面旋回的結(jié)構(gòu)的疊加樣式特征，進(jìn)一步細(xì)分出短期、中期和長期3個級次的地層學(xué)意義。長、中、短期旋回對應(yīng)于Vail層序地層單元中的Ⅲ級層序、Ⅳ級準(zhǔn)層序組和Ⅴ級準(zhǔn)層序。

2.1短期基準(zhǔn)面旋回層序特征

中期旋回由一系列具有退積、加積和進(jìn)積樣式的短期旋回構(gòu)成。一個完整的短期旋回由代表基準(zhǔn)面上升和下降2個半旋回的記錄構(gòu)成，但受可容間與沉積物供給速率比值(A/S)的控制，經(jīng)常發(fā)育只代表上升期或只代表下降期的不對稱半旋回。短期旋回的界面是小型侵蝕面或饑餓沉積間斷面，也可以是與之相對應(yīng)的整合界面?；鶞?zhǔn)面識別標(biāo)志主要是縱向上的巖相組合和界面接觸關(guān)系。研究區(qū)發(fā)育以下2種短期旋回類型。

圖2 短期基準(zhǔn)面旋回層序類型

1)向上“變深”的非對稱型旋回 在研究區(qū)，該類型旋回較多見，主要發(fā)育于辮狀河三角洲平原和前緣的分流河道沉積區(qū)。此類旋回通常出現(xiàn)在沉積物供給大于可容納空間增長率的過補(bǔ)償或超補(bǔ)償沉積條件下，由于受到后期剝蝕或沖刷作用的影響，其沉積記錄僅保留基準(zhǔn)面上升半旋回沉積，而下降半旋回的沉積因遭受侵蝕而使整個旋回層序呈非對稱型。按上升半旋回巖性組成特征和保存狀況，可細(xì)分為低可容空間、中可容空間和高可容空間3種亞類型(如圖2(A))。

2) 向上“變淺”的對稱型和非對稱旋回 主要發(fā)育于辮狀河三角洲前緣亞相和淺湖亞相，基準(zhǔn)面上、下半旋回的保存完整，從而形成沉積物由粗到細(xì)，再由細(xì)變粗的沉積旋回。由于沉積位置不同、湖水能量不同和沉積微相組合各異，形成3種類的亞類:①主要發(fā)育于辮狀河三角洲前緣亞相和淺湖亞相，形成由水上(下)分流河道→水上(下)天然堤→分支間灣→河口砂壩或濱、淺湖砂壩→濱、淺湖泥灰?guī)r→濱、淺湖砂壩構(gòu)成由粗變細(xì)又變粗的對稱型旋回層序，且層序的上、下半旋回的保存厚度基本相等(如圖2(C1))。②主要發(fā)育于三角洲前緣和淺湖沉積區(qū)，形成由淺湖砂壩→淺湖泥→淺湖灰泥→淺湖砂壩構(gòu)成由粗變細(xì)又變粗的不完全對稱型旋回層序，上升半旋回的厚度明顯大于下降半旋回的厚度(如圖2(C2))。③主要發(fā)育于淺湖灘壩沉積區(qū)，形成由淺湖漫流席狀砂→淺湖泥→淺湖砂壩構(gòu)成由粗變細(xì)又變粗的不完全對稱型旋回層序(如圖2(C3))。

2.2中期基準(zhǔn)面旋回層序特征

中期旋回的巖心識別標(biāo)志主要是：①地層剖面中的明顯沖刷、侵蝕現(xiàn)象及其上覆滯留沉積物的存在，主要是水流河道對早期天然堤的沖刷侵蝕。②巖相類型或巖相組合在垂向上的轉(zhuǎn)換面，如向上逐漸變淺的巖相和向上逐漸變深的巖相轉(zhuǎn)換位置可作為中期基準(zhǔn)面旋回層序界面。③短期旋回層序的疊加樣式組合分界面。一個完整的中期基準(zhǔn)面旋回的疊加樣式組合通常表現(xiàn)為由退積型-加積型-進(jìn)積型短期旋回層序組合構(gòu)成，這樣進(jìn)積型和退積型的分界面就是中期基準(zhǔn)面旋回層序界面。④有些學(xué)者認(rèn)為，垂向上，中期基準(zhǔn)面旋回層序通常限于同一個沉積體系中[7～10]，換言之，一個沉積體系視情況可以考慮作為一個中期基準(zhǔn)面旋回層序。

在研究區(qū)下干柴溝組共識別出7個中期旋回層序，分別為MSQ3-MSQ9(見圖3)，它相當(dāng)于Ⅳ級旋回層序，以Ⅳ級界面為層序頂、底界面。每個中期旋回由2～3個短期旋回層序按一定方式疊加組成，MSQ3-MSQ6主要為以上升半旋回為主的不完全對稱型，上升半旋回以辮狀河三角洲平原辮狀河道與前緣水下分流河道沉積為特征，下降半旋回以辮狀河三角洲前緣及濱淺湖沉積為特征，主要發(fā)育A1、A2及C2型層序。MSQ7-MSQ9以對稱性較強(qiáng)——非對稱性旋回為特征，層序邊界以上超面為特征，層序以濱淺湖與半深湖沉積物為主，主要發(fā)育C1、C2型層序。

2.3長期旋回特征

圖3 躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組層序地層格架

長期基準(zhǔn)面旋回界面為受構(gòu)造強(qiáng)度及沉積作用雙重因素影響的侵蝕不整合面及相應(yīng)整合面，地震剖面上表現(xiàn)為局部削截接觸和頂超或上超接觸關(guān)系[11]。巖心表現(xiàn)為巖性突變接觸面，測井曲線特征表現(xiàn)為幅度突變。

研究區(qū)下干柴溝組共識別出3個長期旋回層序，分別為LSQ2、LSQ3和LSQ4(圖3)，它相當(dāng)于Ⅲ級旋回層序，主要為以上升半旋回為主的不完全對稱型，一般由2～3個A型或C型或A-C型次級旋回組成，一般A型位于剖面下部，C型位于中上部。

LSQ2和LSQ3處于柴西鹽湖發(fā)育的初始階段，代表了三角洲平原或前緣河道下切充填作用的產(chǎn)物。該沉積時期，柴西南區(qū)湖盆范圍較小，具有地形高差大、多物源、多水系的特點(diǎn)，層序發(fā)育的主要控制因素為構(gòu)造運(yùn)動，研究區(qū)躍進(jìn)地區(qū)以辮狀河三角洲沉積為特征，上升半旋回以辮狀河三角洲平原辮狀河道與前緣水下分流河道沉積為特征，下降半旋回以辮狀河三角洲前緣及濱淺湖沉積為特征。

LSQ4處于整個柴西南區(qū)湖盆的擴(kuò)張期，可容納空間大，層序發(fā)育的主要控制因素為氣候變化，對稱性強(qiáng)——非對稱性旋回為特征。層序邊界以上超面為特征，其在測井特征上為旋回疊加樣式的變換處，地震剖面以上超反射為主。高位湖平面下的層序以濱淺湖與半深湖沉積為主，其水進(jìn)體系域(即上升半旋回)和高位體系域(下降半旋回)較發(fā)育，低位體系域不發(fā)育，其碎屑巖儲層不發(fā)育，上升半旋回(相當(dāng)于水進(jìn)體系域)和下降半旋回(相當(dāng)于高位體系域)中發(fā)育藻灰?guī)r/顆粒灘，是柴西南區(qū)湖盆擴(kuò)張期的優(yōu)質(zhì)儲層。

3 巖性油氣藏發(fā)育的有利相帶預(yù)測

高精度層序地層分析可為沉積體系的沉積構(gòu)成和油氣儲、蓋組合等研究提供精細(xì)的地層對比框架[12,13]。不同層序具有不同的儲層類型及生、儲、蓋配置關(guān)系。

在研究區(qū)，區(qū)域性的隔層發(fā)育在長期基準(zhǔn)面旋回的上部，因為該位置在長期基準(zhǔn)面旋回中是可容納空間最大的位置。根據(jù)層序之間的堆積樣式與其在長期基準(zhǔn)面旋回中的位置關(guān)系、成因地層單元內(nèi)體積分配及其在相互疊置的短期地層旋回內(nèi)的關(guān)系，可以較好地預(yù)測易形成巖性油氣藏的有利層位。

巖性油氣藏主要分布于三角洲前緣相帶，可形成砂層尖滅油藏。前緣砂體與構(gòu)造配合形成地層-構(gòu)造油藏，其中水下分流河道砂體發(fā)育區(qū)為最有利目標(biāo)區(qū)。低位體系域是巖性油氣藏發(fā)育最有利的層位。在低位期，湖平面下降至浪基面之下，形成各種孔隙度高、滲透性好的河道砂。在坡折帶以下形成的各種類型的三角洲、重力水道和濁積扇，距油源近，封堵條件好，所以躍進(jìn)地區(qū)LSQ3長期基準(zhǔn)面旋回中所夾的辮狀河三角洲沉積區(qū)為形成巖性油氣藏的有利層位。

[1]Cross T A. High-resolution stratigraphic correlation from the perspective of base-level cycles and sediment accommodation[M].New York：SEPM Special Publication,1994.

[2]鄧宏文.美國層序地層研究中的新學(xué)派——高分辨率層序地層學(xué)[J].石油與天然氣地質(zhì)，1995，16(2)：89～97.

[3] 鄧宏文，王洪亮，李熙喆.層序地層基準(zhǔn)面的識別、對比技術(shù)及應(yīng)用.石油與天然氣地質(zhì)[J].1996，17(3)：177～184.

[4] 柳海青，陳亦軍，鄭榮才.川西新場氣田蓬萊鎮(zhèn)組陸相地層高分辨率層序地層學(xué)研究[J].沉積學(xué)報，2000，18(1)：50～56.

[5] 鄭榮才，彭軍.陜北志丹三角洲長6油層組高分辨率層序地層分析與等時對比[J].沉積學(xué)報，2002，20(1)：92～100.

[6] 柯光明，鄭榮才，高紅燦.勝坨油田勝一區(qū)沙河街組二段1～3砂組高分辨率層序地層學(xué)[J].成都理工大學(xué)學(xué)報，2004，31(2)：139～147.

[7] 向樹安，周航輝.廣北12-斜1井高分辨率層序地層學(xué)分析[J].油氣地質(zhì)與采收率，2001，8(4)：35～38.

[8] 賈光華，李秀華，李小梅.東營凹陷南坡東段沙三段沉積體系分析及油氣成藏規(guī)律研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2004，11(6)：16～20.

[9] 鄭榮才，彭軍，吳朝容.陸相盆地基準(zhǔn)面旋回的級次劃分[J].沉積學(xué)報，2001，19(2)：249～255.

[10] 尤歡曾，李良.鄂北上古生界天然氣成藏地質(zhì)特征[J].天然氣工業(yè)，2001，21(增刊)：14～17.

[11] 林暢松，劉景彥，劉麗軍，等.高精度層序地層分析：建立沉積相和儲層規(guī)模的等時地層格架[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2002，16，(3)：276～1281.

[12] 劉全新，高建虎，董雪華.儲層預(yù)測中的非線性反演方法[J].巖性油氣藏，2007，19(1)：81～85.

[13] 陳永波，雍學(xué)善，劉化清.沉積體系域控制下的巖性油氣藏預(yù)測方法研究及應(yīng)用——以鄂爾多斯盆地北部中生界延長組巖性油氣藏為例[J].巖性油氣藏，2007，19(2)：62～66.

[編輯] 李啟棟

P539.2

A

1673-1409(2009)03-N071-03

2009-06-05

劉豐(1984-)，男，2006年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事儲層沉積與層序地層學(xué)方面的研究工作。